Please use this identifier to cite or link to this item: https://ir.swu.ac.th/jspui/handle/123456789/24797
Title: การปรับปรุงประสิทธิภาพการส่งออกทางไฟฟ้าของพอลิไดเมทิลไซลอกเซนด้วยการเติมวัสดุไดอิเล็กทริกชนิดโคโลซอลสำหรับผลิตอุปกรณ์ผลิตพลังงานไฟฟ้าขนาดเล็กไทรโบอิเล็กทริกแบบยืดหยุ่น
Other Titles: Improving the Electrical Output Efficiency of Polydimethylsiloxane by Adding Colossal Dielectric Materials for Flexible Triboelectric Nanogenerator
Advisor : ฐิติรัตน์ จรุญสุข
Authors: อัญมินทร์ ธีรพิพัฒน์ธาดา
อาทิตยา พลอยศรี
จิราพัชร เป็งกาสิทธิ์
Keywords: อุปกรณ์ผลิตพลังงานไฟฟ้าขนาดเล็กไทรโบอิเล็กทริก
พอลิไดเมทิลไซลอกเซน
วัสดุโคโลซอล
ไดอิเล็กทริก
Triboelectric nanogenerators
Polydimethylsiloxane
Polydimethylsiloxane composites
Issue Date: 2564
Publisher: ภาควิชาวัสดุศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ
Abstract(TH): ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อุปกรณ์ผลิตพลังงานไฟฟ้าขนาดเล็กไทรโบอิเล็กทริก (TENG) ที่สามารถ เปลี่ยนพลังงานเชิงกลจากการเกิดไฟฟ้าสถิตจากการสัมผัสเป็นไฟฟ้าได้รับการพัฒนาเป็นอย่างมากสําหรับ ใช้เป็นแหล่งจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์อิเล็กรอนิกส์ขนาดพกพาและสวมใส่ งานวิจัยนี้จึงพัฒนาอุปกรณ์ TENG โดยใช้พอลิไดเมทิลไซลอกเซน (PDMS) เป็นชั้นสัมผัสหลัก และปรับปรุงประสิทธิภาพด้วยการเติม วัสดุไดอิเล็กทริกออกไซด์และวัสดุโคโลซอลไดอิเล็กทริกออกไซด์เชิงซ้อนโครงสร้างเพอรอฟสไกต์ที่มีธาตุ หายากเป็นองค์ประกอบ ชนิด R2O3 และ RFeO3 ตามลําดับ เมื่อ R คือ แลนทานัม (La), ซัมมาเรียม (Sm) และ นีโอดีเมียม (Nd) ภายใต้เงื่อนไขการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนที่ 0.5, 2.5, 5 และ 10 % wt ตามลําดับ จากผลการวิจัยพบว่า ฟิล์มคอมโพสิตมีความยืดหยุ่นสูงสําหรับสารตัวเติมทุกประเภท โดย สามารถยืนยันความบริสุทธิ์ของและโครงสร้างผลึกได้ด้วยเทคนิค IR และ XRD เมื่อทําการตรวจสอบ ลักษณะสัณฐานวิทยาและการกระจายตัวของเฟสตัวเติมผ่านกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) และเทคนิคเอกซเรย์ ด้วยรังสีเอกซ์ซินโครตรอน (SR-XTM) พบการกระจายตัวที่ดีของ R2O3 และ RFeO3 อยู่ภายในเมทริกซ์ของ PDMS และจากการตรวจสอบประสิทธิภาพค่าการส่งออกทางไฟฟ้า พบว่า PDMS/Sm2O3 ที่ 5 % wt มีประสิทธิภาพการส่งออกสูงที่สุดของแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่ ~ 68 V และ ~ 66.4 nA ในขณะที่ PDMS/LaFeO3 ที่ 10 % wt สามารถให้ค่าการประสิทธิภาพการส่งออกสูงสุด ของแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่ ~ 75 V และ ~ 164 nA โดยมีค่ากําลังไฟฟ้าสูงสุด ~ 1,990 μW ซึ่ง สามารถขับเคลื่อนหลอดไฟ LED ได้จํานวน 60 หลอด นอกจากนี้ PDMS/LaFeO3 สัดส่วนดังกล่าวยัง สามารถนํามาใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ติดตามตัว (GPS) ที่อยู่ในพื้นรองเท้าได้ ซึ่งผู้วิจัยเชื่อว่า จะเป็นประโยชน์ในการพัฒนากลุ่มอุปกรณ์เก็บเกี่ยวพลังงานกลสําหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา และสวมใส่ได้ในอนาคต
Abstract: In recent years, the triboelectric nanogenerators (TENG) that can convert mechanical energy into electricity from the electrostaticity have been greatly developed for utilizing as a power source for portable and wearable electronic devices. This research develops the TENG byusing polydimethylsiloxane (PDMS) as the primary contact layer and improve its efficiency by adding the dielectric and colossal dielectric materials of oxides and perovskite complex oxides, including the R2O3 and RFeO3; where R is Lanthanum (La) , Samarium (Sm) , and Neodymium (Nd) respectively. The change in ratios was studied at 0.5, 2.5, 5, and 10% wt, respectively. According to the results, the composite films show high flexibility for all types of fillers and compositions. The phase purity and crystal structure can be confirmed by IR and XRD.The morphology and distribution of the filler phase were examined viaScanning Electron Microscope(SEM) and Synchrotron X-ray tomographic microscopy (SR-XTM) showed favorable distribution of R2O3 and RFeO3 within the PDMS matrix. And the efficiency of the electrical output was examined. It was found that PDMS/Sm2O3 at 5 % wt had the highest output efficiency for voltage and current by ~ 68V and ~ 66.4 nA. The PDMS/LaFeO3 at 10 % wt can provide highest output efficiency for voltage and current by ~ 75 V and ~ 164 nA with the maximum output power of ~ 1,990 μW that can ligh up 60 LEDs. Moreover, the PDMS/LaFeO3 in optimum condition can be used to powerup the gobal positioning system (GPS) insidethe shoe's insole. The researcher believe that it will be useful to develop a group of mechanical energy harvesting device for portable and wearable electronics in future.
URI: https://ir.swu.ac.th/jspui/handle/123456789/24797
Appears in Collections:Mat-Senior Projects

Files in This Item:
File SizeFormat 
Mat-Unyamin-T.pdf
  Restricted Access
30.61 MBPDFView/Open Request a copy


Items in SWU repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.